三峽庫區(qū)某滑坡特征穩(wěn)定性分析及治理建議

吳建中 廖炎

摘要：陳家溝滑坡規(guī)模大，穩(wěn)定性差，通過地質(zhì)勘察，對其特征、形成原因、影響因素進(jìn)行了分析，并選定不同的工況對其穩(wěn)定性進(jìn)行了演算，提出了初步的治理建議。

關(guān)鍵詞：滑坡特征穩(wěn)定性治理

三峽庫區(qū)地處山地峽谷地帶，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，山高坡陡，降雨充沛，且時有暴雨發(fā)生，在三峽樞紐建成蓄水厚，庫區(qū)內(nèi)水位將從以前的海拔幾十米提高到175m，且每年均要在145m與175m之間進(jìn)行周期性調(diào)節(jié)。岸坡中的大量古滑坡體或在外荷載、庫水等環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的新滑坡體將受到潛水和長期周期性的流水沖刷、浮力減重、靜動水壓力、浸泡作用及水位變化產(chǎn)生的動荷載的影響，勢必會對三峽水庫、庫區(qū)生產(chǎn)生活環(huán)境、交通安全造成一定危害。因此，有必要對岸坡滑體進(jìn)行特征分析，并進(jìn)行穩(wěn)定性評價，提出可行的整治措施。

1.滑坡特征

1.1滑坡規(guī)模、形態(tài)特征。該滑坡位于奉節(jié)梅溪河左岸河口地段，場地高程82m—410m，滑坡平面呈多個扇形疊加的不規(guī)則形狀，滑體平均厚度53.86m，最厚達(dá)到99.35m，分布面積28.50×104㎡,體積約1500×104m3。滑坡體形態(tài)保持比較完整，滑體兩側(cè)均有沖溝圍切，滑坡區(qū)地形坡度較大，發(fā)育有多級緩坡平臺，平均坡度在25°左右，但局部高達(dá)50°。

1.2滑體的基本地質(zhì)結(jié)構(gòu)。由于滑體成因、序次及物質(zhì)組成的差異使滑體的物質(zhì)組成具有成層性，自上而下依次為：一.滑體表層土夾碎石層，為粉質(zhì)粘土夾少量碎塊石，厚約0m—6m，分布不連續(xù)；二.塊石、碎石夾土，為滑體的主要組成部分，厚度不等，最厚可達(dá)90m，在整個滑坡中連續(xù)分布；三.似基巖層狀破碎塊體，厚.7.30m—36.23m，分布不連續(xù)；四.碎石、碎屑土層，擠壓破碎強(qiáng)烈，多具一定的磨圓特征，底部發(fā)育滑動帶，厚約0.4m—3m。

滑體巖土礦物成分分析顯示，其礦物成分以方解石、白云石為主，含量高達(dá)60%—80%，其次為水云母、綠泥石、石英等，易溶鹽含量較高，由此推斷滑體巖土在水的作用下其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性質(zhì)均會發(fā)生不同程度的改變。

1.3滑床特征?；w下伏基巖多為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，少量粘土巖、粉砂巖；該滑坡以順層滑動為主，滑床形態(tài)呈波狀起伏，總體上陡下緩。

1.4滑帶特征?；瑤挥诘谒南刀逊e與滑床基巖界面上，是滑坡滑動時滑體物質(zhì)與滑床強(qiáng)烈揉搓碾磨而成，，原巖成分主要為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、頁巖等；滑帶厚度一般0.4m—3m，為含粘性土礫砂、粉砂與粘土等；其礦物成分以方解石為主，含量為60%—65%，其次為水云母，含量13%—18%，因而滑帶有一定的膨脹性，遇水后力學(xué)性狀會有一定降低。

1.5滑坡近期變形特征。該滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但由于奉—白公路的開挖，在一些地段形成陡峻地形，且剪出口高懸，滑體局部穩(wěn)定被破壞，前緣出現(xiàn)了小規(guī)模的次級淺層滑動；該滑坡目前只限于小規(guī)模的變形解體，無整體復(fù)活的跡象，鑒于滑坡體上開挖不斷，滑坡體賴以穩(wěn)定的自然地質(zhì)條件正不斷改變，在三峽水庫蓄水后，前緣臨江一帶具有出現(xiàn)較大規(guī)模變形破壞的可能性，在靠近梅溪河一帶，其變形破壞可能首先表現(xiàn)為牽引式破壞，進(jìn)而出現(xiàn)大的變形調(diào)整。

2.滑坡影響因素

2.1庫水對滑坡的影響。首先是對巖土體具有軟化效應(yīng)，一般巖土體的強(qiáng)度隨含水量的增加而降低；其次是地下水靜水壓力效應(yīng)，其值，作用方向是沿作用面的法向方向，使得法向壓力為，直接降低了軟弱面的抗剪強(qiáng)度；再次是地下水的動水壓力效應(yīng)，若地下水存在一定的水力梯度，就會在滑體中產(chǎn)生滲流，形成動水壓力，增加沿滲流方向的滑動力。

2.2人類活動。目前滑坡體上的主要建筑物有沿江大道河陳家溝大橋。在工程建設(shè)中，對自然環(huán)境的影響主要有以下幾個方面：一.房屋、道路的修建，改變了滑坡體的 自然穩(wěn)定邊坡形態(tài)，同時，由于建筑物的加載，加大了滑體的下滑力，對滑坡穩(wěn)定帶來不利影響；二.改變天然地表水、地下水的排泄系統(tǒng)，惡化滑坡穩(wěn)定條件。

2.3自然因素。山區(qū)長時間的暴雨，坡體水流不暢，導(dǎo)致滑體滲透水壓力增加，地震等也是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的誘因之一。

3.滑坡成因分析

該滑坡的成因主要受地形條件、地質(zhì)條件、構(gòu)造條件等因素控制：①由于梅溪河、陳家溝的沖刷切割，在滑坡前緣一帶形成較大臨空面；形成了有利的地形條件；②底部為粘土巖等軟巖，上部為泥灰?guī)r等硬巖，形成下軟上硬的不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)；③該滑坡位于巴務(wù)河向斜北翼近軸部，處于巖層緩傾的順向坡部位，有滑坡形成的構(gòu)造條件。

滑坡的發(fā)生大致可劃分為四個階段：①夔門被切穿前后，長江與梅溪河交界處構(gòu)成陡崖，上硬下軟結(jié)構(gòu)經(jīng)長時期塑造，逐漸形成上陡下緩的岸坡形態(tài)，坡腳軟巖壓縮變形，導(dǎo)致上部巖體拉裂變形，并逐漸貫通，在外界不利條件作用下，發(fā)生了一次滑坡事件，該滑坡第一次序滑體形成；②隨著河床進(jìn)一步下切，在第一次序滑體前緣再次形成較陡邊坡，岸坡巖體由于受多組構(gòu)造與卸荷裂隙切割，十分破碎，隨著新的臨空面的出現(xiàn)，產(chǎn)生應(yīng)力調(diào)整，第一次序滑體及其滑床破碎巖體再次啟動，第二次序滑坡形成；③夔門被切穿，長江及梅溪河河床迅速下切，形成較前兩次更高、陡的岸坡形態(tài)，岸坡巖體與前兩次滑坡堆積物再次在構(gòu)造與卸荷裂隙作用下發(fā)生劇烈調(diào)整，第三次序滑坡（滑坡主體）形成；④河槽進(jìn)入緩慢下切期，滑坡在臨梅溪河與陳家溝方向又形成一系列小規(guī)模滑坡。

4.滑坡穩(wěn)定性分析

4.1計算方法?；碌姆€(wěn)定性計算依據(jù)二維剛體極限平衡原理，采用剩余推力法計算。假設(shè)：在分析滑坡的受力和變形過程中，忽略滑體的內(nèi)部變形，認(rèn)為滑體為不可變形的剛體；滑體處于極限強(qiáng)度狀態(tài)；在考慮安全系數(shù)后，滑體在所受各種力作用下處于平衡狀態(tài)?？紤]組合荷載（重力、靜水壓力、動水壓力、地震力、摩擦阻力等）。作用下的計算公式如下：第塊的下滑力：

第塊的抗滑力：穩(wěn)定系數(shù)：

第塊的下滑推力：

式中：Ei-1—作用在i條塊上的剩余推力

Ei—I條塊的剩余下滑力的反力 Ei-1

—滑面傾角—滑面水壓力 Li PWi-1

PW—條塊兩側(cè)的水壓力 PWi+1 Wi αi-1

—粘聚力 Wi—條塊自重 Ei Ni

φi—內(nèi)摩擦角—滑面長度 αi+1 αi Ui 受力圖

4.2計算工況

⑴庫水位工況：庫水位的變化不僅影響滑體重量、滑帶土的c、φ值的變化，而且引起滑體內(nèi)動水壓力和靜水壓力的變化，計算中考慮以下幾種變化：

滑體自然狀態(tài)下+建筑物荷載+地下水位

自重+建筑物荷載+壩前135m正常蓄水位+現(xiàn)狀地下水

自重+建筑物荷載+壩前145m正常蓄水位+現(xiàn)狀地下水

自重+建筑物荷載+壩前156m正常蓄水位+現(xiàn)狀地下水

自重+建筑物荷載+壩前175m正常蓄水位+現(xiàn)狀地下水

自重+建筑物荷載+壩前水位156m降至135m+現(xiàn)狀地下水

自重+建筑物荷載+壩前水位175m降至145m+現(xiàn)狀地下水

⑵地震工況：依據(jù)中國地震峰值加速度區(qū)劃圖，本工程動峰值加速度0.05g。

4.3計算參數(shù)的確定

⑴滑帶土c、φ值的反演分析：反演分析首先假設(shè)各條塊的c、φ值相同，因此

式中：Ni—土體自重的法向分力Ti—土體自重的切向分力

Ti/—反坡滑面滑體平行滑面分力，即抗滑力αi/—反坡滑面傾角